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1、浅谈数字电路实验教学中学生设计能力的培养 现代教育注重的是学生学习技能和思维方法的培养,使得他们离校之后能够独立地分析和解决问题。本文主要探讨学生在数字电路实验中设计能力的培养,以加强学生的学习自主性和创新能力,积极适应当今社会的高速发展。 1 前言 数字电路是电子信息类、通信类、计算机类等专业的一门重要的专业技术基础课,同时也是工程实践性很强的专业基础课。它包括课堂教学、实验教学、课程设计等多种教学环节。本门学科的教学,目的就是在培养学生掌握数字电路的基本理论知识和基本方法外,还要求其具备实验研究和工程设计的能力。特别是对于我们这样一所专门主要培养应用型人才的院校来说,社会对学生质量的认同,
2、往往是看其对仪器设备的管理、使用和维修能力的强弱,并以此视为学生专业技术水平高低的重要标志之一。因此,通过实验教学培养学生的实践技能、动手能力和创新能力就显得尤为重要。 在现代认知理论中,建构理论占主导地位,认知建构理论倡导情景化学习、自主性学习和协作学习。然而在数字电路实验教学中,传统的实验多是以验证性实验为主,虽然也有一些优势,并积累了一定的经验,但其仍然存在不少弊端,其束缚学生思维、培养模式单一、不利于创新能力培养等特点决定了这类实验不能充分发挥学生们的想象力和创造力,因而已不能满足社会的发展要求。而设计性实验恰好克服了这些缺点,有利于培养学生的独立思维能力、理论联系实际的能力、协作精神
3、以及创新能力等,故如果能把数字电路实验改为以设计性为主的实验,通过此种形式的实验来激发学生的学习积极性。 2 如何培养学生们的实验设计能力 要想在实际教学过程中快速有效地完成设计性实验,而且达到锻炼学生实验设计能力的目的,作者认为应从以下几个方面入手 2.1精选实验题目 每一门课程都需要教师在课前进行精心的准备,这不仅是教师对学生负责任的体现,也是教师完成教学任务的基本前提。数字电路实验与一般的基础课程相比,应更注重培养学生理论和实际相联系的能力,使他们能熟悉课程内容,并把之用于实践,达到融会贯通的效果。为此,教师应在课前仔细研究实验目的,精心组织实验内容,反复研究、分析并进一步整理归纳和深化
4、,使学生对实践的内容有更清晰的认识。 总的说来,所选实验题目应该具备如下几个特点 一是实验题目必须能够激发学生有趣。兴趣是学习的前提,如果学生看到实验题目就反感厌学的话,后面的教学过程也形同虚设了。有了兴趣,学生们的积极性才能被调动起来,从而达到教学的目的。通过日常的实用电路,比如交通灯的定时控制系统、感应灯等的讲解,学生可以在兴致盎然的同时学到更多的知识,并能够巩固和深化理论知识,还能结合生活和生产实际,提高他们在以后的实际工作的能力和竞争力。 二是实验题目必须实际可行,深浅得当。对于好学生,我们应该让他们学到更多的内容;一般的学生,我们应该让他们能够掌握本次实验的知识;更差一些的学生,我们
5、也应该让他们至少能够了解该实验内容,简单地完成实验。 三是实验题目必须具有代表性。其实,我们可选的实验题目很多,但是实际的教学时间有限,我们必须要在有限的时间内让学生接触到数字电路实验的各个层面,我们就必须要在众多的实验中寻找典型的实验题目,以期在最短的时间内学到更多的理论和实践知识。 2.2学生自主,教师指导 在设计性实验过程当中,学生应该是主动地完成实验,教师的任务就是在旁边协助并进行快速有效的指导。教师应该大胆放手,贯彻学生唱主角的指导思想,要求他们查阅资料、选用器材、进行各具特色的设计,充分发挥学生们的创造性和灵活性。特别注意的是,如果在学生自我完成实验过程中有一些缺点或者不合理之处,
6、教师应该记录下来以便来给予学生总结指导,而不是当场否定,否则会伤害学生的自尊心和积极性。只有经过自己的动手和教师课下的回顾总结,学生才能对所做的实验有更深的认识和理解。 教师在学生进行设计实验的过程中指导的方法可以有很多种,比如注重发散性的提问,积极创造问题情景等。教师不能总是将现成的结论性知识讲授给学生,而是应当积极创设问题情境,由学生自主地抓住事物,现象进行探索,以获得知识。 2.3利用网络、多媒体等现代化教学手段 随着科技的不断进步和发展,网络对于教育的影响日益增大。利用网络实施教学已成为数字电路实验教学的重要手段之一。网络资源的丰富对于教师和学生来说都是有益处的。师生都可以在网络中寻找
7、更多的灵感来进行实验,尤其是设计性实验。大量的资源库能丰富师生们的眼界,并给他们提供思考的平台。查资料,选课题,以及与其他人所做实验的比较等等优点都表明了,对于设计性实验来说,网络就是师生们不可或缺的良师益友。 多媒体等现代化的教学手段更是现代教育中的重要组成部分,它的优点就是图文并茂,形象直观。如果能充分利用好这些先进的设备,对我们的教学工作无疑是一件事半功倍的益事。对于数字电路实验教学来说,现代化的教学手段显得更为重要。数字电路部分要涉及到许多中、大规模集成芯片的讲解,这些芯片的内部电路结构复杂,引线多,如在黑板上作图版面不够且费时;单凭教师师口头上讲解学生注意力不易集中,很难跟上讲课的思
8、路和进度。针对如此情况,教师可以将实验内容,比如标题、公式、重点概念、分析和设计步骤、电路图和波形图等,放大制成幻灯片或者投影片,上课时将这些内容投影到屏幕上,边讲边操作,对需要强调的内容再通过板书来表达。课题气氛也能活跃起来,激发学生们的思维。 2.4完善考试制度 考试是检验学生某一阶段学习成果的必要手段,考试形式对教学具有重要影响。那么如何全面、合理、准确地评定数字电路设计性实验的成绩呢?我们侧重对以下几个方面进行考核 一是方案设计是否合乎要求。数字电路设计性实验应体现“设计”的特点,一般要求方案合理可行,目的明确,而且学生应给出工作原理以及电路图等设计内容,并符合课题的基本要求和技术指标
9、。对于有独特见解的电路、选用特殊器件并价格适中的好的设计方案,教师应把之与其他一般性的设计方案区分开来,只有这样才能鼓励学生们的创新思维和设计思路。 二是书面报告的完成情况。实验完成后,学生需要递交实验报告。实验报告的干净整洁应是学生认真与否的一个体现,而且报告内容是否取舍得当,重点突出,以做到安排合理,容量适宜,这也是考察学生能力的一个方面。最后还有学生在本次实验中的心得体会和总结收获的内容也应该是教师考核的内容。 通过这样的考核,教师才能掌握学生的学习情况,也能使同学们在学习的时候增强主动性,求知欲变得更强,而且也会从中受益匪浅。 3结语 社会的飞速发展要求我们有更多的创造性的高素质人才,所以学生们的设计能力的培养显得格外重要。然而“教无定法,贵在得法”,针对数字电路实验中学生设计能力的培养问题,不同的教师也许采用的方法不同,但都可能取得良好的教学效果。本文只是抛砖引玉,希望广大教师共同探讨,以期推动数字电路实验教学的更大进步。